Atividade:
Expansão de Hubble
Autores: Carl Pennypacker e Stephanie Morgado (Universidade de Berkeley, Estados Unidos)
Tradução: Rosa Doran (NUCLIO, Portugal)
Adaptação: Maria de Fátima Saraiva (Departamento de Astronomia, UFRGS)
PLANILHA DO ALUNO
Antes de começar:
Revise as seguintes questões.
- Qual a relação entre a Lei de Hubble e a expansão do universo?
Exercício de Expansão baseado na transparência
uniforme
A) Investigação:
Qual a relação entre a velocidade dos objetos e sua distância em um um espaço em expansão?
Previsão:
Faça individualmente uma previsão de como a velocidade dos objetos se relaciona com a distância em um espaço em expansão.
Escreva abaixo o seu raciocínio.
Discussão: Discuta com
o seu parceiro as ideias de ambos e escreva abaixo modificações
que esta discussão introduziu no seu raciocínio.
B)
Comece o exercício
Material:
Uma régua, caneta para transparência,
uma transparência em branco,
uma transparência com título O Universo em T=1 , uma folha
de papel com título O Universo em T=2 e um clips ou um pedaço pequeno de
fita adesiva.
Preparação:
-
Escolha um ponto qualquer na folha Universo em T = 1 e faça um pequeno círculo em torno dele; Depois escolha um ponto qualquer na transparência Universo em T = 2 e novamente faça um pequeno c&iiacute;rculo em torno dele.
-
Alinhe a
transparência Universo em T = 2 com a folha Universo em T = 1 de forma que os pontos que têm um círculo em volta
fique m alinhados. Certifique-se que só movimenta a transparência
na vertical (para cima e para baixo) e/ou na horizontal (esquerda e
direita) – , sem girar. Os pontos nas duas transparências representam
galáxias em diferentes épocas, sendo que os pontos circulados representam a nossa galáxia.
- Coloque a transparência em branco
por cima, e prenda as tres peças com o clips ou com a fita adesiva para impedir que mudem de posição umas em relação às outras.
Procedimento:
-
Escolha 10 pontos pretos que estejam a diferentes distâncias do ponto circulado e numere-os de 1 a 10. A seguir procure os pontos vermelhos equivalentes a eles, e numere-os da mesma maneira. Tome bastante cuidado para identificar corretamente cada ponto vermelho correspondente a cada ponto preto. Dessa forma você terá idenficado 10 galáxias em torno da nossa e suas diferentes distâncias da nossa nos tempos T=1 e T=2.
-
Na trasparência de cima, desenhe setas ligando as galáxias escolhidas desde sua posição T=1 (pontos pretos) até suas posições em T=2 (pontos vermelhos).
Procure responder: O que representam estas setas?
- Preencha a primeira coluna da tabela abaixo com as identificações de cada galáxia escolhida (números de 1 a 10).
- Meça o comprimento das
setas correspondentes a cada galáxia, e registre-os na segunda coluna da tabela.
-
Meça também a distância entre a galáxia no final da seta e a nossa galáxia
em T=2, registrando essas medidas na terceira coluna da tabela.
Fazer um gráfico e analisar os dados:
Utilizando a tabela acima, faça um gráfico colocando no eixo horizontal os dados da segunda coluna e no eixo vertical os dados da primeira coluna. Identifique cada eixo com a grandeza que está que nele está representada.
C. Conclusão:
Descreva
e explique as suas conclusões
- De acordo com seu gráfico, como varia o deslocamento das galáxias (representado pelas setas) em função da sua distância até nós?
- Lembrando que o tempo que as diferentes galáxias tiveram para fazer esses deslocamentos é o mesmo para todas (é o tempo entre T=1 e T=2), a velocidade de deslocamento das galáxias é a mesmo para todas ou varia?
- Você percebe uma relação entre a velocidade e a distância nessa "expansão"? Se sim, qual?
- Este resultado está de acordo com sua previsão"?
- As velocidades aumentaram
com a distância a uma taxa aproximadamente
constante ou nã dá para perceber isso?
- Se acha que aumentou
a uma taxa constante, como você pode determinar essa taxa?
- Compare seus resultados com os de seus colegas, que têm pontos diferentes representando a posição da nossa galáxia. Os resultados de voces são parecidos ou diferentes?
- Se um hipotético habitante de outra galáxia fizesse o mesmo tipo de observações que Hubble fez, você acha que ele chegaria ao mesmo resultado de Hubble ou acharia um resultado diferente? Explique seu raciocínio.
As setas representam os deslocamentos das galáxias entre os tempos T=1 e T=2